CN101806118B - 利用二氧化碳制备的空心海砂混凝土构件及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种空心海砂混凝土构件，包括水泥、水及海砂，所述海砂作为混凝土骨料与水泥、水按一定比例混和形成海砂混凝土，还包括容纳所述海砂混凝土的柱状基体，所述海砂混凝土灌入所述柱状基体中形成柱状空心贴在所述柱状基体的内壁，所述海砂混凝土在所述柱状基体中成形后，将所述海砂混凝土与二氧化碳气体反应后形成空心海砂混凝土构件。本发明的空心海砂混凝土构件，将海砂混凝土与二氧化碳气体反应后形成空心海砂混凝土构件，二氧化碳与水泥的水化产物氢氧化钙反应生成碳酸钙，碳酸钙可以改善海砂混凝土骨料与水泥浆的接触界面，增强混凝土的强度，减少混凝土的孔隙，从而提高海砂混凝土构件的耐久性。
Description
技术领域
本发明涉及一种混凝土构件及制备方法，尤其涉及一种利用海砂作为混凝土骨料制成空心海砂混凝土构件及制备方法。
背景技术
随着社会的发展，各类建筑物及建筑工程越来越多，混凝土构件广泛应用于杆塔结构、工业厂房与民用建筑的柱和基础桩中。在沿海城市，普通砂石较为缺乏，但存在大量海砂。由于海砂中含有大量的盐分，容易腐蚀破坏钢材，同时，海砂作为碱性材料，其自身内部的氯离子会降低混凝土的强度，因此，海砂在现在建筑中并没有普及。现有技术中，将海砂用作建筑混凝土，在利用海砂作为混凝土的骨料时，其界面强度要低于天然骨料的界面强度，从而导致海砂混凝土的强度低于普通混凝土强度。同时，海砂作为骨料时，其界面孔隙要多于天然骨料的界面孔隙，这会使得海砂混凝土的耐久性要低于普通混凝土的耐久性。
发明内容
本发明解决的技术问题是：本发明的海砂混空心凝土构件及制备方法，克服现有技术中，用海砂作为骨料制作成海砂混凝土时，强度低，耐久性低的技术问题。
本发明的技术方案是：构建一种利用二氧化碳制备的空心海砂混凝土构件，包括水泥、水及海砂，所述海砂作为混凝土骨料与水泥、水按一定比例混合形成海砂混凝土，还包括容纳所述海砂混凝土的柱状基体，所述海砂混凝土灌入所述柱状基体中形成柱状空心贴在所述柱状基体的内壁，所述海砂混凝土在所述柱状基体中成形后，将所述海砂混凝土与二氧化碳气体反应后形成空心海砂混凝土构件。
本发明的进一步技术方案是：所述柱状基体为纤维增强复合塑料(Fiberglass-Reinforced Plastics，纤维增强复合塑料，简称“FRP”)管。
本发明的进一步技术方案是：所述柱状基体中的海砂混凝土经离心旋转形成柱状空心。
本发明的进一步技术方案是：所述海砂混凝土与二氧化碳气体反应时，所述柱状空心密封。
本发明的进一步技术方案是：所述柱状空心中放入干冰，所述干冰升华后生成的二氧化碳与所述海砂混凝土充分反应。
本发明的技术方案是：提供一种利用二氧化碳制备空心海砂混凝土构件的方法，包括如下步骤：
制备海砂混凝土：将海砂作为混凝土骨料与水泥、水按一定比例混合形成海砂混凝土；
海砂混凝土形成柱状空心：所述海砂混凝土灌入柱状基体中形成柱状空心贴在所述柱状基体的内壁；
形成空心海砂混凝土构件：将所述海砂混凝土与二氧化碳气体充分反应。
本发明的进一步技术方案是：在海砂混凝土形成柱状空心步骤中，所述柱状基体中的海砂混凝土经离心旋转形成柱状空心。
本发明的进一步技术方案是：在形成空心海砂混凝土构件步骤中，所述海砂混凝土在所述柱状基体中成形后，还包括在高于常压的蒸汽中养护。
本发明的进一步技术方案是：在形成空心海砂混凝土构件步骤中，在海砂混凝土的柱状中心放入干冰，所述干冰升华后生成的二氧化碳与所述海砂混凝土充分反应。
本发明的进一步技术方案是：在所述海砂混凝土的柱状空心中放入干冰使所述海砂混凝土的柱状空心压力达到临界状态：所述临界状态为：压力大于7.4mpa，温度大于31摄氏度，所述干冰在所述临界状态下升华产生超临界状态的二氧化碳气体。
本发明的技术效果是：本发明利用二氧化碳制备的空心海砂混凝土构件，将海砂混凝土与二氧化碳气体反应后形成空心海砂混凝土构件，二氧化碳与水泥的水化产物氢氧化钙反应生成碳酸钙，碳酸钙可以改善海砂混凝土骨料与水泥浆的接触界面，增强混凝土的强度，减少混凝土的孔隙，从而提高海砂混凝土构件的耐久性。
附图说明
图1为本发明的结构剖面图。
图2为本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明技术方案进一步说明。
如图1所示，本发明的具体实施方式是：构建一种空心海砂混凝土构件，包括水泥、水及海砂，所述海砂作为混凝土骨料与水泥、水按一定比例混合形成海砂混凝土2，还包括容纳所述海砂混凝土2的柱状基体1，所述海砂混凝土2灌入所述柱状基体1中形成柱状空心3贴在所述柱状基体1的内壁，所述海砂混凝土2在所述柱状基体1中成形后，将所述海砂混凝土2与二氧化碳气体反应后形成空心海砂混凝土构件。本发明中，所述海砂混凝土2在所述柱状基体1中成形后，将所述海砂混凝土2与二氧化碳气体充分反应后形成空心海砂混凝土构件。由于海砂混凝土2中含有大量氢氧化钙(化学式为Ca(OH)2)，再将海砂混凝土2与二氧化碳气体充分反应，也就是氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙，即：Ca(OH)2+CO2＝CaCO3+H2O，由于碳酸钙混在海砂混凝土2中能改善海砂与水泥浆的接触界面，增强海砂混凝土2的强度，减少海砂混凝土2的孔隙，从而提高海砂混凝土2的耐久性，这样大大提高了以这种海砂混凝土制作的空心海砂混凝土构件的性能和质量。
本发明的具体实施例中，将二氧化碳气体通入到所述柱状空心3中，二氧化碳气体通过柱状空心3壁渗入海砂混凝土2中，与海砂混凝土2中的大量氢氧化钙充分反应。本发明中，将二氧化碳气体通过一定的方法通入到空心海砂混凝土构件中，减少了空气中二氧化碳气体的排放，改善了环境。本发明具体实施例中，所述所述柱状基体1为FRP管。在形成柱状空心时，海砂混凝土2装入所述柱状基体的量须根据柱状空心3大小的具体要求确定。将装入海砂混凝土2的所述柱状基体1放到离心机上旋转，经一定程度的旋转，所述柱状基体1中的海砂混凝土2紧贴所述柱状基体1的内壁，而海砂混凝土的中心形成柱状空心3。
如图1所示，本发明的优选实施方式是：所述海砂混凝土2与二氧化碳气体时，所述柱状空心3密封，这样既可以保证海砂混凝土2与二氧化碳气体充分反应，又不会浪费二氧化碳气体。本发明的具体实施例是：所述柱状空心3中放入干冰，所述干冰升华后形成高压的二氧化碳气体，高压的二氧化碳气体能使二氧化碳渗入更充分，二氧化碳与所述海砂混凝土2能更充分地反应。
如图2所示，本发明的具体实施方式是：提供一种制备空心海砂混凝土构件的方法，包括如下步骤：
步骤100：制备海砂混凝土2：本发明中，将所述海砂作为混凝土骨料与水泥、水按一定比例混合形成海砂混凝土2。
步骤200：海砂混凝土形成柱状空心：先将制备好的海砂混凝土2灌入柱状基体1中，海砂混凝土2装入所述柱状基体的量须根据柱状空心大小的具体要求确定。再将灌入所述柱状基体1中的所述海砂混凝土2形成柱状空心3贴在所述柱状基体1的内壁。本发明的具体实施例中，将装入海砂混凝土2的所述柱状基体1放到离心机上旋转，经一定程度的旋转，所述柱状基体1中的海砂混凝土2紧贴所述柱状基体1的内壁，而海砂混凝土2的中心形成柱状空心3。
步骤300：形成空心海砂混凝土构件：将所述海砂混凝土2与二氧化碳气体充分反应，即：所述海砂混凝土2在所述柱状基体1中成形后，将所述海砂混凝土2与二氧化碳气体充分反应后形成空心海砂混凝土构件。由于海砂混凝土2中含有大量氢氧化钙(化学式为Ca(OH)2)，再将海砂混凝土2与二氧化碳气体充分反应生成碳酸钙，也就是氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙，即：Ca(OH)2+CO2＝CaCO3+H2O，由于碳酸钙混在海砂混凝土2中能改善海砂作为混凝土骨料与水泥浆的接触界面，增强海砂混凝土2的强度，减少海砂混凝土2的孔隙，提高海砂混凝土2的耐久性，从而提高海砂混凝土构件的性能和质量。本发明的具体实施方式中，将二氧化碳气体通入到所述柱状空心3中，二氧化碳气体通过柱状空心3壁渗入海砂混凝土2中，与海砂混凝土2中的大量氢氧化钙充分反应。本发明具体实施例中，将二氧化碳气体通过一定的方法通入到空心海砂混凝土构件中，减少了空气中二氧化碳气体的排放，改善了环境。
本发明的优选实施方式是：所述海砂混凝土2与二氧化碳气体时，所述柱状空心3密封，这样既可以保证海砂混凝土2与二氧化碳气体充分反应，又不会浪费二氧化碳气体。本发明的具体实施例是：所述柱状空心3中放入干冰，所述干冰升华后生成的二氧化碳与所述海砂混凝土2充分反应。
本发明的优选实施方式是：在形成空心海砂混凝土构件步骤中，所述海砂混凝土2在所述柱状基体1中成形后，还包括在高于常压的蒸汽中养护。即将空心海砂混凝土构件放置于高于常压的环境中，再通过加热的方式进行养护，这样可以缩短空心海砂混凝土构件的形成时间，加快空心海砂混凝土构件的形成。而这个阶段中，也可以同时使海砂混凝土2与二氧化碳气体充分反应。
本发明的优选实施方式是：由于超临界状态下的二氧化碳(CO2)同时具有液体和气体的性质，更容易与水泥水化产物的氢氧化钙(Ca(OH)2)反应生成碳酸钙(CaCO3)。本发明的具体实施例中，在所述海砂混凝土2的柱状空心3中放入干冰使所述海砂混凝土2的柱状空心3压力达到临界状态，所述临界状态为：压力大于7.4mpa，温度大于31摄氏度，所述干冰在所述临界状态下升华产生超临界状态的二氧化碳气体。具体来说，通过干冰质量多少控制柱状空心3中的压力达到临界压力，再通过外部加热使温度达到临界温度，即，从而使干冰形成超临界状态下的碳化过程。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种利用二氧化碳制备的空心海砂混凝土构件，包括水泥、水及海砂，所述海砂作为混凝土骨料与水泥、水按一定比例混合形成海砂混凝土，还包括容纳所述海砂混凝土的柱状基体，所述海砂混凝土灌入所述柱状基体中形成柱状空心贴在所述柱状基体的内壁，所述海砂混凝土在所述柱状基体中成形后，将所述海砂混凝土与二氧化碳气体反应后形成空心海砂混凝土构件。
2.根据权利要求1所述利用二氧化碳制备的空心海砂混凝土构件，其特征在于，所述柱状基体为纤维增强复合塑料管。
3.根据权利要求1所述利用二氧化碳制备的空心海砂混凝土构件，其特征在于，所述柱状基体中的海砂混凝土经离心旋转形成柱状空心。
4.根据权利要求1所述利用二氧化碳制备的空心海砂混凝土构件，其特征在于，所述海砂混凝土与二氧化碳气体反应时，所述柱状空心密封。
5.根据权利要求1所述利用二氧化碳制备的空心海砂混凝土构件，其特征在于，所述柱状空心中放入干冰，所述干冰升华后生成的二氧化碳与所述海砂混凝土充分反应。
6.一种利用二氧化碳制备空心海砂混凝土构件的方法，包括如下步骤：
制备海砂混凝土：将海砂作为混凝土骨料与水泥、水按一定比例混合形成海砂混凝土；
海砂混凝土形成柱状空心：所述海砂混凝土灌入柱状基体中形成柱状空心贴在所述柱状基体的内壁；
形成空心海砂混凝土构件：将所述海砂混凝土与二氧化碳气体充分反应。
7.根据权利要求5所述利用二氧化碳制备空心海砂混凝土构件的方法，其特征在于，在海砂混凝土形成柱状空心步骤中，所述柱状基体中的海砂混凝土经离心旋转形成柱状空心。
8.根据权利要求5所述利用二氧化碳制备空心海砂混凝土构件的方法，其特征在于，在形成空心海砂混凝土构件步骤中，所述海砂混凝土在所述柱状基体中成形后，还包括在高于常压的蒸汽中养护。
9.根据权利要求5所述利用二氧化碳制备空心海砂混凝土构件的方法，其特征在于，在形成空心海砂混凝土构件步骤中，在海砂混凝土的柱状中心放入干冰，所述干冰升华后生成的二氧化碳与所述海砂混凝土充分反应。
10.根据权利要求9所述利用二氧化碳制备空心海砂混凝土构件的方法，其特征在于，在所述海砂混凝土的柱状空心中放入干冰使所述海砂混凝土的柱状空心压力达到临界状态：所述临界状态为：压力大于7.4mpa，温度大于31摄氏度，所述干冰在所述临界状态下升华产生超临界状态的二氧化碳气体。
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Granted publication date: 20111207 |
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